Tunable negative permeability in a quantum plasmonic metamaterial
本文提出将量子发射体集成到负磁导率超材料中，通过量子点诱导Fano干涉并利用其非线性，实现了超材料磁响应的可调谐性。
2025-07-01 physics.optics quant-ph
Negative Refractive Index in Artificial Metamaterials
讨论了具有负磁导率和负介电常数的人工超材料的光学常数。利用有效场论，我们计算了由成对的相同的金纳米柱组成的纳米材料在可见光谱内具有磁响应的有效磁导率。
2007-01-15 physics.optics
Perfect absorption and giant magnification with a thin metamaterial layer
结果表明，当电磁波入射到介电常数和磁导率实部为零的特殊超材料层上时，可以实现理想的吸收和巨大的放大。介电常数和磁导率的虚部保持非零，对应于有限的损耗或增益。即使超材料层的厚度任意薄，并且介电常数和磁导率的绝对虚部非常小，仍然可以实现完美的吸收和巨大的放大率。超材料层需要一个全反射基板来实现完美的吸收，而这对于巨大的放大倍数来说是不需要的。
2011-02-14 physics.optics
Q-based design equations for resonant metamaterials and experimental validation
谐振超材料的实际设计参数，如损耗角正切，导出的谐振有效介质的磁导率或介电常数的品质因数$Q$。通过基于回路的谐振粒子的电磁模拟，还表明有效介质响应的$Q$基本上等于单个谐振粒子的$Q$。因此，通过测量单个制造的超材料颗粒的$Q$，可以简单且准确地计算超材料的有效磁导率或介电常数，而不需要复杂的模拟、制造或测量。实验验证表明，从单个制造的自谐振回路的测量$Q$分析估计的复磁导率与从超材料板的$S$参数测量提取的复磁导率一致，好于20%。这种$Q$等效性将满足给定损耗约束的超材料的设计简化为满足特定$Q$约束的谐振粒子的设计的更简单问题。该分析还产生用于估计由于欧姆损耗而导致的平面环形磁性超材料的损耗角正切的简单解析表达式。结果表明，$\tan δ\approx 0.001$是一个很强的下限磁损耗角正切的频率不太远，从1 GHz。超材料的欧姆损耗与超材料颗粒的电尺寸成反比，这表明在固定频率下减小颗粒尺寸存在损耗损失。
2007-03-13 physics.optics
Reconfigurable photoinduced metamaterials in the microwave regime
我们研究了在千兆赫频率下的光学可重构介电超材料。更准确地说，我们研究了微波响应的亚波长光栅光学印到半导体板。在均匀化制度，我们分析评估的普通和非凡的有效介电常数张量的分量，考虑到光载流子动力学描述的双极扩散方程。我们分析了半导体参数对千兆赫超材料响应的影响，通过改变光生光栅，这种超材料可以高度重构，并且可以表现出显着的各向异性行为。
2014-09-15 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Generalized effective-medium theory for metamaterials
提出了一种有效介质模型，用于计算含有任意介电常数和磁导率的球形颗粒的超材料复合材料的频率相关的有效介电常数$ε(ω)$和磁导率$μ(ω)$。该模型是从偶极近似内的零散射条件，但没有调用任何额外的长波长近似。因此，它捕获的空间色散的影响，并预测有限的有效折射率和反共振在$ε(ω)$和$μ(ω)$，与数值有限元计算。
2014-03-27 physics.optics
Magnetic-dipolar-mode vortices and microwave subwavelength metamaterials
人们对电磁场的亚波长限制产生了极大的兴趣。众所周知，在光学中，由于表面等离子体激元（准静电）振荡，可以获得亚波长限制。在本文中，我们建议实现亚波长限制在微波由于偶极模（准静磁）磁振子振荡铁氧体颗粒。我们的研究微波电磁场和小铁氧体粒子之间的相互作用与磁偶极模（MDM）振荡显示出强烈的电磁能量的本地化。铁氧体圆盘中的MDM振荡是导致坡印廷矢量涡旋和微波近场对称破缺的拓扑奇点的起源。我们表明，新的亚波长微波超材料可以实现基于相互作用的MDM铁氧体磁盘系统。电磁信号在拟议的致密超材料中的体波和表面波传播将以拓扑相位变化为特征。MDM-粒子-超材料概念开辟了一个新的研究领域。特别是，有一个独特的对称性的工程电磁场的创建的角度。
2009-08-30 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Magnetic response of nanoscale left-handed metamaterials
使用详细的模拟，我们调查的磁响应的超材料组成的平行板对或组合的板与电线（包括渔网设计）的结构的长度尺度从毫米减少到纳米。我们观察到的预期饱和的磁共振频率时，结构的长度规模去到亚微米政权，以及削弱的有效磁导率共振和减少的频谱宽度的负磁导率区域。所有这些结果都解释了使用等效电阻-电感-电容（RLC）电路模型，考虑到电流连接的动能的电子内部的金属部件通过一个等效的电感，添加到磁场电感的单位细胞。使用这个模型，我们得到简单的优化规则，实现光学负磁导率超材料的性能改善。最后，我们分析了渔网设计的磁响应，并解释了其优越的性能，可达到的高磁共振频率，以及其性能较差的负磁导率区域的宽度。
2010-01-07 physics.class-ph physics.optics
Ultra-broadband Microwave Metamaterial Absorber
提出了一种微波超宽带极化无关超材料吸收体。它是由金属-介电多层四角截头棱锥的周期性阵列。这些金字塔在多个频率处具有共振吸收模式，其中重叠导致入射波在超宽光谱带上的总吸收。在7.8-14.7GHz频率范围内，垂直入射时的实验吸收率均在90%以上，入射角小于60 °时吸收率保持较大。实验结果与数值模拟结果吻合较好。
2011-12-30 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Quantum Left-handed metamaterial with superconducting quantum interference devices
提出了一种由超导量子干涉器件（SQUID）和导线组成的左手材料（LHM）方案。由于量子干涉效应，探测场的磁导率可以在很宽的范围内与另一个电磁场（耦合）平滑地调谐。类似于原子系统的电磁感应透明（EIT），即使在负磁导率的情况下，探测场的吸收也可以被强烈抑制。该结构具有两个低损耗的负折射率通带，可以通过耦合场进行调谐。
2005-11-08 physics.optics
Illusion Media: Generating Virtual Objects Using Realizable Metamaterials
我们提出了一类光学变换媒体，错觉媒体，使封闭的对象不可见，并产生一个或多个虚拟对象的期望。我们应用所提出的媒体设计的微波设备，它转换成两个虚拟对象的实际对象。这样的错觉装置表现出不寻常的电磁行为，通过全波模拟验证。与已发表的由同时具有负介电常数和负磁导率的左手材料组成的错觉装置不同，所提出的错觉介质具有有限的正介电常数和正磁导率。因此，所设计的器件可以使用人造超材料来实现。
2010-04-03 physics.optics
Revisit of generalized Kerker's conditions using composite metamaterials
实现零后向散射（ZBS）和零前向散射（ZBS），即，由于在可见光频率范围内天然存在的磁性材料的不可用性，球形颗粒分别满足所谓的第一和第二Kerker条件被认为是不可能的。我们报告的理论建模，设计复合材料，目前在可见光频率范围内的大光学磁导率采用米氏散射理论和扩展麦克斯韦加内特理论。我们的数值计算表明，仔细选择的复合材料的成分之一，可以获得超材料具有足够大的人工磁导率，最终提供Kerker的标准，以实现Kereker的条件。通过采取现实的材料参数，我们证明，表现出ZBS和ZBS的超材料具有比金属结构，铺平了道路，设计高性能的纳米光子器件的折射率的一个小的虚部。
2020-06-12 physics.optics
Large group delay in a microwave metamaterial analogue of electromagnetically induced transparency
我们报告我们的实验工作，关于平面超材料表现出经典的电磁感应透明（EIT）。使用一个结构，两个镜像分裂环谐振器作为暗元素和一个切割线作为辐射元件，我们证明了一个EIT样的谐振可以实现不打破结构的对称性。超材料的结构元件的镜像对称性导致抑制暗元件的磁偶极子辐射的选择规则，并且增加的品质因数导致低吸收（<10%）和大群指数（30的量级）。
2010-12-13 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Fresnel drag in space-time modulated metamaterials
运动的介质会拖着光一起运动，这是斐索测量的，也是爱因斯坦的狭义相对论解释的。在这里，我们表明，同样的效果可以在没有物理运动的介质的情况下获得。调制的介电常数和磁导率，在空间和时间的行波的形式相，是我们的模型的基础。时空超材料由有效的双各向异性参数表示，这些参数又可以映射到运动的均匀介质。因此，这些超材料模仿相对论效应，而不需要任何实际的材料运动。我们讨论了如何介电常数和磁导率需要调制，以实现这些效果，我们提出了一个等效的传输线模型。
2019-08-16 physics.optics
Ultra-slow light pulses in a nonlinear metamaterial
我们发现的解析表达式的阈值强度发射超慢光脉冲的超材料同时立方电和磁非线性。分别由介电常数，磁导率，电立方非线性，磁立方非线性和脉冲持续时间所起的作用被清楚地识别和讨论。
2008-03-28 physics.optics
Magnetic levitation of metamaterial bodies enhanced with magnetostatic surface resonances
我们提出，由负磁导率超材料构建的宏观物体可能会在低频磁场中经历共振增强的磁力。时间平均力的共振增强源自静磁表面共振（MSR），其类似于负介电常数粒子的静电共振，在光学中众所周知为表面等离子体共振。我们推广的经典问题的MSR的均匀对象，包括各向异性的超材料，并考虑最极端的情况下，各向异性的磁导率是负的，但在其他方向上的积极。它示出，深亚波长的对象，这种不确定的（双曲线）介质表现出明显的磁偶极共振，强烈耦合到均匀或弱不均匀的磁场，并提供强大的增强的磁力，使应用程序，如增强磁悬浮。
2012-03-26 physics.optics
Magnetostatic waves in metallic rectangular waveguides filled with uniaxial negative permeability media
本文研究金属矩形波导中填充单轴负磁导率超材料板的静磁波传播特性，给出了色散关系、模式图样、截止频率等解析与数值结果，有助于负磁导率材料的开发。
2023-11-09 physics.class-ph physics.optics
Chiral metamaterials with PT symmetry and beyond
具有尊重奇偶时间（PT）对称性的增益和损耗的光学系统可以具有实本征值，尽管它们具有非厄米特特性。手征系统施加圆偏振波，其在组合的空间和时间反转操作下不保持其手性，并且因此，似乎与具有PT对称性的系统不兼容。然而，在这项工作中，我们表明，在某些配置中，PT对称的介电常数，磁导率和手征是可能的;此外，即使手征远远超出PT对称性，实本征值仍保持不变。通过模拟和检索获得所有三个本构参数在现实的手征超材料，我们表明，手征性可以定制独立的介电常数和磁导率，因此，在这样的系统中，实现了广泛的控制新的光学特性，包括先进的偏振控制。
2018-11-13 physics.optics
Electromagnetic modes in cavities made of negative-index metamaterials
我们讨论了由具有负折射的超材料形成的腔中的电磁模式，并证明了直接的方法来替代的介电常数和磁导率的负值导致具有负品质因数的准束缚态。为了确保积极的品质因数和一致的物理解释的准束缚态，它是必不可少的，包括频率分散的介电常数和磁导率，所需的正场能量和因果关系。导出了包含线性频散的基本模式方程和边界条件。作为一个例子，我们考虑一个盘状腔与变形的横截面形状。从非物理的非色散情况下，负品质因数的色散情况下，正的品质因数的过渡证明了数值和分析微扰处理。
2010-01-08 physics.optics
3D-Chiral Metamaterial Showing Artificial Magnetic Response and Negative Refraction
三维手征超材料具有巨极化旋转和圆二色性，表现出人工磁性、负磁导率和负折射率。
2008-06-04 physics.optics
Negative index metamaterial combining magnetic resonators with metal films
我们提出了一个负折射率材料的设计，使用磁谐振器提供负磁导率和负介电常数的金属膜的模拟结果。我们还讨论了使用非连续金属膜来实现更好的可制造性和增强的阻抗匹配的可能性。
2006-06-14 physics.optics
A Perfect Terahertz Metamaterial Absorber
设计了一种在太赫兹波段具有近单位吸收率的吸收材料。吸收体的单元结构由两个分别耦合到电场和磁场的超材料谐振器组成。该结构允许我们通过改变介电材料和厚度以及有效介电常数和磁导率来最大化吸收。
2015-08-05 physics.ins-det physics.optics
Disordered Zero-Index Metamaterials Based On Metal Induced Crystallization
零折射率（ZI）材料是在给定的设计频率下具有消失的有效介电常数和/或磁导率的合成光学材料。最近，已经表明零折射率主体材料的磁导率可以通过添加光子掺杂剂来确定性地调谐。本文将金属诱导晶化（MIC）技术应用于准随机金属-半导体复合材料制备大面积零折射率材料。以Ag-Si为模型系统，我们证明了在这种无序系统中，半导体在金属/半导体界面的局域结晶可以作为控制光相互作用的设计参数。诱导结晶产生新的零折射率状态，对应于从光选择性耦合到半导体的纳米尺寸的结晶壳中出现的杂化等离子体模式。模拟结果表明，光子掺杂可以用来增强这些无序超材料的透射率。我们的研究结果为用于晶圆级应用及其他应用的新型大面积零折射率材料奠定了基础。
2019-01-29 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Spatial solitons in nonlinear left-handed metamaterials
我们预测，非线性左手材料可以支持TE和TM偏振的自陷局域光束，空间电磁孤子。这种孤子表现为对称或反对称的单峰和多峰光束，它们的存在是由于磁非线性和负磁导率的有效区域。
2004-05-07 physics.optics
Ultrathin microwave absorbers made of mu-near-zero metamaterials
在本文中，μ-近零（MNZ）的超材料被用来实现一个λ-吸收器的厚度只有约百分之一的工作波长。超材料吸收体（MA）由双层金属螺旋阵列制成，设计成在低微波频率（~1.7 GHz）下具有大的纯虚磁导率。在高达60度的照明角度下，表现出90%以上的吸收效率。本文还研究了由二维各向同性超材料实现的偏振不敏感MA。与传统的天然材料制成的厚而重的吸波材料相比，我们的设计具有很大的应用潜力。
2012-09-27 physics.optics
Nonlinear left-handed metamaterials
我们分析了具有负折射的微结构材料，即所谓的左手材料的非线性特性。我们证明了磁导率对场强的依赖性，允许改变材料的性质，从左到右手和回来。利用时域有限差分方法，研究了波在非线性左手介质平板中的传输，并预测了时间孤子的存在。我们还表明，非线性左手材料可以支持TE和TM偏振的自陷局域光束，空间电磁孤子。这种孤子表现为对称或反对称的单峰和多峰光束，它们的存在是由于磁非线性和负磁导率的有效区域。
2004-10-27 nlin.PS physics.gen-ph physics.optics
Anisotropic Metamaterials Emulated by Tapered Waveguides: Application to Optical Cloaking
我们证明，需要各向异性介电常数和磁导率的超材料设备可以通过专门设计的锥形波导来仿真。这种方法可实现低损耗、宽带性能。基于这种技术，我们展示了在可见光频率范围内的宽带电磁隐身，其尺度比波长大100倍。
2009-04-01 physics.optics
Design of double-negative metamaterials using single-layer plasmonic structures
提出了一种光频双负超材料（DMN）的设计方案，其中的单胞由单层等离子体包体构成。通过在夹杂物上引入一些适当布置的阶梯调制，材料的有效介电常数和磁导率可以由于高阶多极等离子体（静电）共振的激发而同时变为负。该方法为以极大的工程简单性构建低损耗光学DNM提供了可能性。
2008-09-15 physics.optics
Closed-form formulae of hyperbolic metamaterial made by stacked hole-array layers working at terahertz or microwave radiation
由堆叠的孔阵列层制成的超材料被称为渔网超材料，其在比孔阵列周期长得多的波长处表现为双曲线超材料。然而，渔网状超材料的有效参数的解析公式还没有被报道，阻碍了使用这种结构的深亚波长成像器件的设计。本文给出了一种工作在太赫兹或微波频率下的渔网状超材料的各向异性色散关系的有效参数的新的闭合公式。这些有效参数的鱼网超材料是一致的准完整的解决方案，使用已知的有效参数的孔阵列层的工作频率低于其欺骗等离子体频率与超晶格周期远小于孔阵列周期。我们还从理论上证明了使用狭缝阵列层和渔网超材料的复合结构在λ/83处的深亚波长聚焦。结果表明，在鱼网超材料内部的聚焦光强比无鱼网超材料时的聚焦光强大几倍，但透射光强仍然受到空气和鱼网超材料中较大的波矢差的限制。我们的有效参数可以帮助下一代深亚波长成像器件工作在太赫兹或微波辐射。
2017-04-12 physics.optics
Tunable magnetic response of metamaterials
我们展示了一种工作在可见光范围内的具有负磁导率的热可调谐光学超材料。通过用对准的双折射液晶（NLC）覆盖耦合的金属纳米带，超材料的磁响应波长通过控制环境温度而被有效地调谐，经由相变改变LC的折射率。当环境温度从20 ℃升高到50 ℃时，磁响应波长从650nm移动到632nm。数值模拟证实了我们的测试和匹配的实验观察。
2009-07-10 physics.optics
Negative refractive index induced by percolation in disordered metamaterials
提出了一种适用于含有空间随机分布介质球的无序异向介质的有效介质模型。与有序超材料的有效介质模型类似，该模型预测了球体中由电偶极和磁偶极米氏共振引起的有效磁导率和介电常数的共振。此外，该模型预测的红移的电共振粒子负载的增加。有趣的是，当粒子负载超过33%的逾渗阈值时，模型预测电共振与磁共振重叠，导致负折射率。
2017-03-08 physics.optics
Density Effects on the Negative Refractive Index of a Split Ring Resonator Metamaterial
基于互补介质的完美透镜和隐身是负折射率材料的可能应用。超材料是通过调整有效介电常数和磁导率来实现这一特性的天然候选材料。超材料的$n<0$的微调受到粗粒夹杂物的限制，粗粒夹杂物使电磁参数作为其密度的函数而离散。我们研究了在微波频率下超材料的负折射率与晶格周期线密度的关系。在波导截止频率以下的频带中，通过填充有开口环谐振器阵列的波导来获得负折射率。通过在1 GHz的带宽上调谐密度，保持了典型的完美透镜效应的特殊值$n=-1$。观察到超材料在其上操作的截止密度。第二个临界密度以上的传输饱和被发现接近Pendry限制。这些结果的密度的负折射率超材料开辟了新的途径，微调本构参数在所需的值，通过变换光学。
2010-01-30 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Metamaterial-Enhanced Coupling between Magnetic Dipoles for Efficient Wireless Power Transfer
导电线圈之间的非辐射耦合是无线能量传输应用的候选机制。本文提出了一种基于近场超材料超透镜的功率中继系统，并对该系统进行了深入的理论分析。我们使用时间谐波电路形式主义来描述两个线圈连接到外部电路和均匀的介电常数和磁导率的各向异性介质板之间的所有相互作用。线圈的领域中发现的点偶极子近似使用索末菲积分，这是减少到标准的特殊功能，在长波长的限制。我们表明，即使有一个现实的磁损耗角正切的顺序为0.1，与平板的功率传输效率可以是一个数量级大于自由空间效率时，负载电阻超过一定的阈值。我们还发现，线圈之间的超材料所占据的体积可以大大压缩，通过采用具有大的各向异性比的磁导率。
2011-02-16 physics.class-ph physics.optics
The magnetic permeability in Fresnel's equation
推导出的磁导率为无限的，周期性的介质中使用的菲涅耳方程计算从相应的半无限介质的反射。通过比较有限差分时域（FDTD）模拟，我们发现，菲涅耳方程给出了准确的结果，为二维超材料，模仿自然磁性，在频率范围内的磁矩密度占主导地位的$\mathcal O(k^2)$部分的总朗道-Lifshitz介电常数。对于1D分层结构，或对于大频率，对应性差。我们还表明，即使一个介质是准确地描述了当地的介电常数和磁导率，菲涅耳方程不一定是有效的。
2018-12-13 physics.optics
Cut-wire pairs and plate pairs as magnetic atoms for optical metamaterials
我们研究了由切割线对或平板对制成的超材料的光学性质。我们获得了一个更明显的光学响应板对阵列的几何形状，也消除了不希望的偏振各向异性的切割线对。测得的光谱与模拟一致，揭示了负磁导率的电信波长范围内。因此，纳米级板对可以作为已建立的开口环谐振器设计的替代方案。
2005-07-06 physics.optics
Magnetic superlens-enhanced inductive coupling for wireless power transfer
我们研究数值使用负磁导率的“完美透镜”，以增强两个载流线圈之间的无线功率传输。负磁导率平板用于将源线圈中产生的通量聚焦到接收器线圈，从而增加线圈之间的互感耦合。将数值模型与将线圈视为由无限平面磁性材料层分隔的点偶极的分析理论进行比较[Urzhumov等人，B.Phys.Rev.B，19，8312（2011）]。在线圈半径非常小且超材料板宽度很大的限制下，数值模拟与分析模型非常一致。理想化的分析和现实的数值模型预测类似的趋势方面的超材料损耗和各向异性。应用数值模型，我们进一步分析了有限的线圈尺寸和有限的板坯宽度的影响。我们发现，即使对于这些不太理想化的几何形状，磁板的存在大大增强了两个线圈之间的耦合，包括板中存在显著损耗的情况。因此，我们得出结论，将超材料板集成到无线电力传输系统中有望提高系统的整体性能。
2012-04-02 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Demonstration of a Metamaterial Electromagnetic Cloak at Microwave Frequencies
本文演示了利用广义相对论时空变换工具与超材料相结合，通过坐标变换在空间中开孔，从而在微波频率下实现电磁隐身斗篷的方法。
2025-07-04 cond-mat.other physics.optics
Switchable Hyperbolic Metamaterials With Magnetic Control
研究了一种可开关双曲型材料（SHM），通过磁场控制可以打开或关闭材料的双曲型色散。该结构简单，为一维周期性的介质层和旋磁层堆叠结构。旋磁层的有效磁导率为负时，旋磁材料的双曲线色散可转化为规则的圆色散，当直流磁场关闭时，旋磁材料的双曲线色散可转化为规则的圆色散。这种可切换的色散转变是可逆的，在许多领域具有巨大的潜在应用。
2012-03-06 physics.optics
From Positive- to Negative-Index Materials: Transitional Phenomena
研究了介电常数和磁导率线性变化的正折射率和负折射率材料之间的过渡层中电磁场的传播。结果表明，在斜入射时，TE波和TM波的分量在介电常数和磁导率都等于零的点附近表现出奇异行为。在这种情况下，即使在无限小的损耗值下也会发生电磁场能量的有限耗散。这些结果适用于更广泛的一类非均匀异向材料，并可能为在异向材料中实现低强度非线性光学提供一个新的平台。
2008-04-08 physics.optics
Gap solitons in metamaterials
研究了非线性异向介质中带隙孤子的电磁局域化和存在性。对于自聚焦克尔非线性，具有阻带中的载波频率的电场包络的方程-其中磁导率$μ(ω)$为正，介电常数$ε(ω)$为负-由具有色散非线性项的非线性Klein-Gordon方程描述。发现了电场和磁场的一类驻波和运动局域波，讨论了非线性色散项对孤立波稳定性的影响。
2006-11-15 physics.optics
Magnetic metamaterials in the blue range using aluminum nanostructures
我们报告了铝纳米粒子串联对二维阵列的光学性质的实验和理论研究。研究了这些结构的等离子体共振和有效光学常数，在400 nm波长下观察到了强的磁响应和负磁导率。基于时域有限差分法的理论计算进行了各种颗粒尺寸和晶格参数，并发现与实验结果吻合良好。结果表明，在整个可见光波长范围内工作的超材料是可行的。
2009-11-23 physics.optics
Quantum metamaterials in the microwave and optical ranges
量子超材料将超材料（人造光学介质）的概念推广到它们的光学性质由组成“人造原子”中的量子效应与系统中的电磁场模式的相互作用决定的情况。对这些结构的理论研究表明，许多新的效应（如量子双折射，强非经典态的光，等等）是可以预期的，促使他们的制造和实验研究的努力。本文综述了量子超材料的主要特性，并对这一迅速发展的领域的研究现状进行了综述。量子超材料是连接量子光学、量子凝聚态理论和量子信息处理的桥梁。
2016-01-25 cond-mat.supr-con physics.optics quant-ph
Towards a systematic design of isotropic bulk magnetic metamaterials using the cubic point groups of symmetry
本文提出了一种系统的方法来设计块体各向同性磁性超材料。分析了本构元和格点对称性的作用。为此，假设超材料由以立方晶格布置的立方SRR谐振器组成。分析了保证各向同性行为所需的最小对称性，并提出了一些特殊的配置。此外，提出了一个等效电路模型所考虑的立方SRR谐振器。为了验证所提出的理论进行了实验。我们希望，这一分析将铺平道路，设计具有强各向同性磁响应的大块超材料，包括负磁导率和左手超材料。
2007-05-24 physics.optics
Experimental demonstration of non-magnetic metamaterial cloak at microwave frequencies
超材料为电磁场的前所未有的控制铺平了道路1，2。与空间坐标变换的结合导致了一种新的“相对论启发”的方法来控制光的传播。“隐形斗篷”是最迷人的建议devices 3，4。然而，到目前为止，实现的结构使用分级的“变磁性”，以实现隐身功能11。然而，尽管目前有希望的构建块13 -17不适合光学隐身，但在光学中获得人工磁性仍然非常具有挑战性。我们在这里报告的第一个实验演示的非磁性斗篷在微波频率的直接映射的磁场与第一个实验表征的斗篷在自由空间配置。隐藏区的直径为4.4波长单位，是迄今为止实验报道的最大直径。该原理可以缩小到光域，同时保持与当前纳米纤维技术的兼容性。
2009-07-25 physics.optics
Unified Homogenization Theory for Magnetoinductive and Electromagnetic Waves in Split Ring Metamaterials
介绍了一种考虑时间和空间色散的裂环异向介质均匀化方法。该程序是基于两个耦合系统的方程。第一个来自于将超材料近似为耦合LC电路的立方体排列，给出电流和局部磁场之间的关系。第二个方程来自宏观麦克斯韦方程组，给出了超材料的宏观磁场与平均磁化强度之间的关系。结果表明，电磁波和磁感应波在超材料中的传播，从这个分析。因此，所提出的时间和空间色散磁导率说明了超材料的波的完整频谱的表征。最后，它表明，所提出的理论是在良好的定量和定性协议与全波模拟。
2007-11-27 physics.optics
Inhomogeneous All-Dielectric Magnetic Metamaterials
伴随着共振吸收现象的异常场增强最初是在等离子体物理的背景下以及在与地面和返回地球的航天器之间的无线电通信有关的应用中讨论的。实际上，存在由于由高速飞行器重新进入大气层所产生的等离子体鞘层对电磁波的反射/吸收而丢失所有通信的关键时间段。虽然在太空中对这些现象进行详细的实验研究具有挑战性，但电磁超材料的出现使研究人员能够在实验室环境中研究它们。在这里，我们实验证明了电磁波斜入射到基于Mie共振的非均匀异向材料上的局域场增强，该材料的磁导率从正值逐渐变为负值。
2015-07-23 physics.optics
Influence of the sign of the refractive index in the reflectivity of a metamaterial surface with localized roughness
为了研究超材料的散射特性，我们将传统的（非磁性）各向同性材料的散射方法推广到具有任意值（正或负）的磁导率和介电常数的材料。利用广义方法研究了具有局部粗糙度的超材料表面在相对折射率改变符号时反射率的变化。我们的研究结果表明，与平面表面的情况下，其反射率是不受相对折射率的符号的变化，在粗糙表面的符号的变化表现在反射率，即使是非常低的粗糙度，特别是在观察方向远离镜面方向。
2011-02-13 physics.optics
Homogenisation Theory of Space-Time Metamaterials
我们提出了一个时空超材料的均匀化理论的一般框架。通过映射到一个与时空调制同步运动的坐标系中，我们推导出了低频极限下行波调制的有效材料参数：介电常数、磁导率和磁电耦合的解析公式。值得注意的是，我们表明，该理论是准确的，在所有频率的情况下，背反射，并在低频率时，该条件是放松。这使我们能够推导出精确的公式菲涅耳阻力所经历的光通过行波调制的电磁介质。
2020-09-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
Material-structure integrated design for ultra-broadband microwave metamaterial absorber
提出了一种基于遗传算法和仿真平台相结合的介质超材料宽带吸收材料-结构一体化设计方法。通过数值模拟和实验研究，实现了一种具有5.3 ~ 18 GHz超宽带吸收（相对带宽高达109%）的多层超材料吸收体。此外，仿真结果表明，所提出的超材料具有良好的入射角和偏振容忍度，这也是实际应用的重要标准。通过理论计算和数值模拟研究其工作原理，发现四分之一波长干涉相消、欺骗表面等离子体激元模式、介质谐振模式和光栅模式等多种谐振模式的融合是产生超宽带吸收的主要原因。通过对材料和结构各自贡献的分析表明，材料和结构在激发不同的共振模式中起着不可或缺的作用，材料和结构的和谐是提供理想目标性能的必要条件。材料-结构一体化设计思想突出了材料与结构耦合的优越性，为介质超材料提供了一种有效的综合优化策略。
2021-07-20 physics.app-ph physics.optics
Colloidal superlattices for unnaturally high-index metamaterials at broadband optical frequencies
金属纳米颗粒（NP）组装的最新进展使光学领域前所未有的光物质相互作用的复杂工程成为可能。在这项工作中，我扩大了NP光学超材料的设计灵活性，将可达折射率的上限推到不自然的高制度。对NP超晶格单层的几何参数的精确控制赋予了电共振和相关有效介电常数的显著增加，远远超出了自然可达的制度。同时，有效的渗透性，实现高折射率的另一个关键因素，被有效地抑制通过减少纳米粒子的厚度。通过建立这一设计规则，我已经实现了不自然的高折射率（15.7在电谐振和7.3在准静态极限）在宽带光频率（100 THz ~ 300 THz）。我还将这种NP超材料与石墨烯结合起来，以在宽的光学频率上电气控制高折射率。
2015-07-24 physics.optics
Relaxed dispersion constraints and metamaterial effective parameters with physical meaning for all frequencies
超材料有效参数可以表现出不受典型色散约束的自由。例如，出现的磁响应阵列的开口环谐振器的长波长不能达到在一个被动的连续系统服从Kramers-Kronig关系。我们这样的自由的特点，确定三种可能的渐近线，有效参数可以接近时，分析继续。除了他们的色散自由度，我们还证明了有效参数可以重新定义的方式，他们有一定的物理意义的所有频率。对于有效介电常数和磁导率存在几种可能的定义，由此实现这一点，从而对于高频给出几种可能的频率变化，而对于长波长仍然收敛到相同的色散。
2015-03-28 physics.optics
Magnetic plasmonic Metamaterials in actively pumped Host Medium and Plasmonic Nanolaser
我们认为等离子体纳米天线沉浸在活跃的主机介质。特定形状的金属纳米天线由于磁等离子体共振（MPR）的激发而在光谱范围内表现出强磁性。一种情况下，当超材料包括这样的纳米天线可以证明“左手”和负磁导率在光学范围内被认为是。我们表明，高损耗预测的光学“左手”材料可以补偿增益介质。在这种磁活性超材料中实现本地生成所需的增益计算真实的金属。我们提出了等离子体纳米激光器，其中金属纳米天线像谐振器一样工作。所提出的等离子体激元激光器的尺寸比波长小得多。因此，它可以作为一个非常紧凑的电磁辐射源。
2006-11-14 physics.atom-ph physics.optics
Progress in Water-Based Metamaterial Absorber: A Review
微波超宽带超材料吸波材料因其良好的应用前景而受到越来越多的关注。虽然迄今为止开发的大多数微波超宽带超材料吸收器基于金属谐振结构，但色散介电水基超材料为构造偏振和角度不敏感的超宽带吸收开辟了一条更简单和更通用的路线。本文综述了近年来水基超材料吸收体的研究进展，阐述了其实现超宽带、可调谐和多功能吸收的机理。最后，展望了其未来的发展方向和潜在的应用前景.
2021-12-25 physics.app-ph physics.optics
All-Dielectric Rod-Type Metamaterials at Optical Frequencies
从理论上研究了光在全介质棒型超材料中的传播。在长波长极限下，导出了杆的电、磁偶极矩。本文通过计算正方形杆格的等效介电常数和等效磁导率，得到了相应的偶极子阵列。偶极共振的光学性质的棒阵列的作用进行了解释。这种结构被发现表现出真正的左手行为，证实了以前的实验[L。Peng \textit{et al.}，物理学评论快报。\textbf{98}，157403（2007）]。比例分析表明，这种效应在光学频率下保持不变，并且可以通过使用例如由硅制成的棒来获得。
2009-02-05 physics.optics
